¿Qué es la antipartícula? Historial de descubrimiento y explicación simple

Literalmente hace cien años, es decir, en 1920, una vez que se introdujo el principio de la mecánica cuántica, el mundo subatómico parecía extremadamente simple y comprensible.

De hecho, según los científicos, solo había un par de partículas elementales que formaban un átomo: un protón y un neutrón (experimentalmente, la existencia de un neutrón se confirmó solo en los años 30).

Y solo hay una partícula fuera del núcleo atómico: un electrón. Pero este universo idealista no duró mucho.

Cómo se descubrió la primera antipartícula

No hay límite para la curiosidad de los científicos, por lo que se comenzaron a equipar laboratorios de alta montaña para diversos grupos científicos, en que mentes brillantes comenzaron a estudiar activamente los rayos cósmicos, que bombardean la superficie de nuestra planetas.

Y como resultado de estos estudios, comenzaron a descubrirse partículas que, bueno, no podrían existir en el universo ideal protón-neutrón-electrón.

Y entre estas partículas abiertas se encontraba la primera antipartícula del mundo.

El mundo de las antipartículas es esencialmente una imagen especular del mundo al que estamos acostumbrados. Después de todo, la masa de una antipartícula coincide exactamente con la masa de una partícula ordinaria, solo sus otras características son completamente opuestas al prototipo.

Consideremos un electrón. Tiene una carga negativa y la así llamada partícula apareada, llamada positrón, tiene una carga positiva. Por consiguiente, el protón tiene una carga positiva, el antiprotón tiene una carga negativa, etc.

Entonces, si una partícula y una antipartícula chocan, entonces se aniquilan mutuamente, es decir, las partículas que chocan dejan de existir.

Pero este evento no pasa sin dejar rastro. Como resultado de este proceso, se libera una gran cantidad de energía, que luego se dispersa en el espacio en forma de una corriente de fotones y todo tipo de partículas ultraligeras.

Quién descubrió la primera antipartícula

La primera predicción teórica sobre la existencia de las notorias antipartículas fue realizada por P. Dirac en su obra, publicada en 1930.

Entonces, para darse cuenta de cómo las partículas y antipartículas se manifiestan durante la interacción activa según Dirac, imagine un campo uniforme.

Entonces, si cavas un pequeño hoyo con una pala, se formarán dos objetos, un hoyo y una pila.

Si imaginamos que un montón de tierra es una partícula y un agujero es una antipartícula, y si se llena un agujero con este suelo, entonces no habrá ni uno ni otro. Es decir, ocurrirá un análogo del proceso de aniquilación.

Mientras que algunos científicos se dedicaban a cálculos teóricos, otros montaban instalaciones experimentales. Así, en particular, el físico experimental K. RE. Anderson, recolectó equipos de investigación en un laboratorio de minería en Pike Summit (EE. UU., Colorado) y bajo el liderazgo de R. Millikena iba a estudiar los rayos cósmicos.

Para ello, se inventó una instalación (más tarde la instalación se denominó cámara de condensación), que consistía en una trampa colocada en un potente campo magnético. Al atacar al objetivo, las partículas que volaban a través de una cámara especial dejaron un rastro de condensación en él.

Fue en él que los científicos determinaron la masa de una partícula que pasaba y, según el ángulo de deflexión de una partícula en un campo magnético, los científicos determinaron la carga de la partícula.

Entonces, en 1932, se registró toda una serie de colisiones, durante las cuales se formaron partículas con una masa que correspondía exactamente a la masa de un electrón. Pero su deflexión en un campo magnético indicaba claramente que la partícula tenía una carga positiva.

Así fue como se descubrió experimentalmente la antipartícula, el positrón.

Por este logro en 1936, el científico recibió el Premio Nobel, que realmente compartió con V. F. Hess, un científico que confirmó experimentalmente la existencia de rayos cósmicos.

Todas las antipartículas posteriores ya se han obtenido en experimentos de laboratorio. Hoy la antipartícula ya no es algo exótico y los físicos pueden estamparla en la cantidad requerida en aceleradores especiales.

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